用于制造饮料胶囊的机器和方法技术

用于制造包含用于制备饮料的产品(P)的胶囊的机器，包括：成型站(2)，用于在能够沿前进方向(F)移动的可热成型塑料材料的片材(100)上形成具有空腔(52)的胶囊(50)的至少一个外壳(51)，外壳(51)从片材(100)的第一侧(100a)突出，且空腔(52)在片材(100)的第二侧(100b)上开放；剪切站(4)，其设有冲头装置(41)和冲模装置(42)，冲头装置和冲模装置彼此相对且能够在切割步骤(C)中接近以切割片材(100)，以便将胶囊(50)沿相应边缘(53)分离；填充站(3)，用于将产品(P)投配在空腔(52)内部；在切割步骤(C)中，冲头装置(41)能够移动以便抵接片材(100)的第一侧(100a)，与冲模装置(42)配合切割片材，及将胶囊(50)从片材(100)提升和分离，在分离步骤(D)中冲头装置(41)和冲模装置(42)能够移动离开彼此以将胶囊(50)放置在片材(100)的第二侧(100b)上，通过分离胶囊(50)而在片材(100)上形成的通孔(101)具有比边缘(53)的外部尺寸(A2)小的通道截面(A1)以便允许片材(100)支撑胶囊且沿着前进方向(F)移动胶囊(50)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造饮料胶囊的机器和方法
本专利技术涉及用于制造饮料胶囊的机器和方法。具体地，本专利技术涉及通过对塑料材料片材进行热成型以制造胶囊或类似容器、以及由用于制备饮料(例如咖啡或茶)的产品填充所述胶囊的机器和方法。
技术介绍
用于饮料的已知的一次性胶囊通常包括外壳，所述外壳由塑料材料制成并且具有杯状或者碗状的形状，所述外壳设有底壁和侧壁，所述底壁和侧壁限定布置成接收和容纳用于获得饮料的产品。具有环形边缘或凸缘的空腔的开口由覆盖元件(例如铝膜或多层塑料膜)气密地封闭，以便将产品封闭和密封在空腔内。覆盖元件和容器的底壁通常是可穿孔的，以允许(通过覆盖元件)注入加压液体(例如水)和进行饮料的提取，饮料的提取通过所述液体(通过底壁)渗透通过产品而获得。胶囊的外壳形成过程(casing)在包括多个操作站的热成型机中进行，从卷轴展开的可热成型塑料材料的片材通过适当的推进装置通过所述操作站。操作站通常依次包括加热站、成型站和剪切站。在加热站中，塑料片材准备用于随后的成型操作，或者是被加热到预定的软化温度，以便增强塑料片材的塑性和可变形性。成型站包括成型模具，其中一个或多个冲头将片材推动到冲模的相应空腔中以便形成外壳。在剪切站中，剪切元件通过根据预定的切割轮廓剪切塑料材料片材而使形成在塑料材料片材上的外壳分离。与具有产品和食品的容器的其它包装工艺不同，用于制造和包装饮料胶囊(特别是咖啡胶囊)的工艺需要准确和精确地验证所包装胶囊的重量，以验证投配的产品重量在预设的公差范围内。为了对胶囊进行称重，胶囊必须与塑料片材分离，并且单独和单个地插入到合适的传输或输送系统中，诸如具有容置部的带。重量控制事实上是必需的，以便在反馈中调整填充站或投配站，以便限制将被剔除的超出公差的胶囊的数量。已知的一体化成型/包装工艺和机器在生产咖啡胶囊方面在经济上是不可接受的，它们导致许多胶囊被剔除，在已知的一体化成型/包装工艺和机器中将产品投配到仍与塑料片材相关联的外壳的空腔内，并且在从片材封闭和分离胶囊之后执行重量控制。如果胶囊具有超出公差的重量，则事实上除了剔除所述胶囊外还必须剔除包括在填充站和称重站之间可能具有超出公差的重量的所有胶囊。由于称重站布置在多个中间站的下游，所述中间站通常包括用于将产品压入胶囊的站、封闭站、胶囊剪切/分离站以及用于将分离的胶囊传送到传输系统的站，因此将被剔除的胶囊数量是相当大的。此外，在(通过焊接或粘贴)施加覆盖元件之后，用于分离胶囊的对塑料片材的剪切决定了由塑料材料片材和覆盖元件的金属材料(通常由铝构成)所构成的“混合”碎料或废料的形成。这种“混合”的废料引起处置问题，因为塑料和金属必须被分离以用于再循环。出于所述原因，目前用于生产咖啡胶囊的生产工艺包括通过合适的热成型机制造胶囊的第一步骤和通过合适的包装机填充和封闭胶囊的第二步骤。更确切地，热成型机通过对塑料材料片材进行热成型，然后通过剪切将如此获得的胶囊与塑料片材分离来制备胶囊。收集如此获得的空胶囊，最终存储，以便随后供应给包装机。这些包装机包括传输系统，通常是卷帘带(rollershuttertape)或类似物，从存储器拾取的胶囊插入到该传输系统上。因此，可在用产品填充之后立即单独对胶囊进行称重以限制被剔除的程度，称重站紧接地位于包装机中的填充站的下游。此外，在热成型工艺期间的塑料材料废料可被完全再循环，因为覆盖元件仅在包装机中施加到胶囊上。然而，这种类型的解决方案需要使用两个单独的机器(成型机和包装机)，特别是需要在包装机上进行胶囊的传送和装载。因此，该设备庞大且昂贵，并且需要操作者的存在以将胶囊引入包装机中。外壳从成型机传输和传送到包装机还需要将所述外壳插入到中间的密封包装内部以保证外壳的完整性和卫生。这种中间包装需要时间并且昂贵。还已知下述设备或机器，其中胶囊一旦形成并从热成型机分离，则胶囊通过包装机内部的传送装置、特别是在其输送带上自动移动。然而，这些装置相当复杂和昂贵，并且胶囊的传送和插入操作是费力的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于改进用于制造饮料胶囊、特别是咖啡胶囊的已知机器和方法。另一个目的在于实现一种机器，其能够通过对塑料材料片材进行热成型来制造胶囊，然后由用于制备饮料的产品填充所述胶囊，能够准确地并且精确地控制所有所生产胶囊的重量。另一个目的在于提供一种机器和方法，其允许在用于制造胶囊的过程中获得可完全再循环的材料废料。另一个目的在于提供一种包装机，其是紧凑的，具有简单和可靠的操作和高生产率。在本专利技术的第一方面，提供一种根据权利要求1所述的用于制造饮料胶囊的机器。在第二方面，提供一种根据权利要求13所述的用于制造饮料胶囊的方法。附图说明参照附图将更好地理解和实现本专利技术，附图示出本专利技术的一些示例性而非限制性的实施例，其中：-图1是本专利技术的用于制造饮料胶囊的机器的示意性前视图；-图2是图1所示机器的变型的示意性前视图；-图3是根据图1的线III-III所截取的机器的简化截面图，其示出形成在可热成型塑料材料的片材上的胶囊外壳；-图4是图1所示机器的操作剪切站的截面图；-图5是图4所示操作剪切站在切割步骤中的局部放大图；-图6是从塑料材料的片材分离并与片材间隔开的胶囊的透视图，以及支撑在片材上的相应容置部中的胶囊的透视图；-图7是沿着图1的线VII-VII所截取的局部截面图，其中示出胶囊插入到相应的容置部中，以及以虚线示出在分离步骤中胶囊与片材间隔开；-图8是图7所示胶囊搁置在片材的相应容置部中的俯视图；-图9是沿着图8的线IX-IX所截取的局部截面图；-图10是从片材分离并与片材间隔开的由本专利技术的机器所制造的胶囊的变型的透视图；-图11是与图10类似的视图，示出由本专利技术的机器所制造的胶囊的另一变型；-图12是由本专利技术的机器所制造的胶囊的又一变型的俯视图；-图13是图14所示胶囊的放大细节，突出显示所述胶囊的边缘的成形部分；-图14是由本专利技术的机器所制造的胶囊的另一变型的透视图；-图15是放大的局部截面图，其示出图12所示的胶囊搁置在片材上并由片材支撑。具体实施方式参照图1，示意性地示出本专利技术的机器1，其布置成制造和包装胶囊50，每个胶囊50包括外壳或容器51，特别是具有杯状或碗状形状的外壳或容器，其设有空腔52，所述空腔52布置成接收用于制备饮料(例如咖啡或茶等)的产品P。具体地，胶囊50的外壳51包括限定开口空腔52的底壁51a和侧壁51b。围绕空腔52开口的边缘53固定到侧壁51b并且与底壁51a相对。边缘53包括具有凸缘形状的环形部分，其具有平坦表面和例如圆形轮廓。外壳51基本上具有截头圆锥形状，其具有在底壁51a的方向上会聚的圆形截面。机器1包括：操作成型站2，其用于在由单层或多层可热成型塑料材料制成的片材100上形成胶囊50的一个或多个外壳51；操作填充站3，其用于将产品P投配在胶囊50的空腔52内；以及用于将胶囊50从片材100分离的操作剪切站4。操作剪切站4间置于操作成型站2和操作填充站3之间。塑料材料片材100包括第一侧或第一面100a和第二侧或第二面100b，所述侧是平坦的且相反的，基本上平行于滑动平面H，例如水平的滑动平面。在所示的实施例中，第一侧100a是片材100的下侧，热成型外壳51从该下侧突出，而第二侧100b是片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造胶囊的机器，所述胶囊包含用于制备饮料的产品(P)，所述机器包括：‑成型站(2)，其用于在能够沿着前进方向(F)移动的可热成型塑料材料的片材(100)上形成具有空腔(52)的胶囊(50)的至少一个外壳(51)，所述外壳(51)从所述片材(100)的第一侧(100a)突出，并且所述空腔(52)在所述片材(100)的第二侧(100b)上开放；‑剪切站(4)，其设有冲头装置(41)和冲模装置(42)，所述冲头装置(41)和冲模装置(42)彼此相对并且能够在切割阶段(C)中接近以切割所述片材(100)，以便使所述胶囊(50)沿其边缘(53)分离；‑填充站(3)，其用于将所述产品(P)投配在所述空腔(52)内部；在所述切割步骤(C)中，所述冲头装置(41)能够移动以便抵接所述片材(100)的所述第一侧(100a)，与所述冲模装置(42)配合切割所述片材，以及将所述胶囊(50)从所述片材(100)提升和分离，在分离步骤(D)中所述冲头装置(41)和所述冲模装置(42)能够移动离开彼此以将所述胶囊(50)放置在所述片材(100)的所述第二侧(100b)上，通过分离所述胶囊(50)而在所述片材(100)上形成的通孔(101)具有比所述边缘(53)的外部尺寸(A2)小的通道截面(A1)以便允许所述片材(100)支撑所述胶囊(50)且沿着所述前进方向(F)移动所述胶囊(50)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.04 IT BO2014A0003791.一种用于制造胶囊的机器，所述胶囊包含用于制备饮料的产品(P)，所述机器包括：-成型站(2)，其用于在能够沿着前进方向(F)移动的可热成型塑料材料的片材(100)上形成具有空腔(52)的胶囊(50)的至少一个外壳(51)，所述外壳(51)从所述片材(100)的第一侧(100a)突出，并且所述空腔(52)在所述片材(100)的第二侧(100b)上开放；-剪切站(4)，其设有冲头装置(41)和冲模装置(42)，所述冲头装置(41)和冲模装置(42)彼此相对并且能够在切割阶段(C)中接近以切割所述片材(100)，以便使所述胶囊(50)沿其边缘(53)分离；-填充站(3)，其用于将所述产品(P)投配在所述空腔(52)内部；在所述切割步骤(C)中，所述冲头装置(41)能够移动以便抵接所述片材(100)的所述第一侧(100a)，与所述冲模装置(42)配合切割所述片材，以及将所述胶囊(50)从所述片材(100)提升和分离，在分离步骤(D)中所述冲头装置(41)和所述冲模装置(42)能够移动离开彼此以将所述胶囊(50)放置在所述片材(100)的所述第二侧(100b)上，通过分离所述胶囊(50)而在所述片材(100)上形成的通孔(101)具有比所述边缘(53)的外部尺寸(A2)小的通道截面(A1)以便允许所述片材(100)支撑所述胶囊(50)且沿着所述前进方向(F)移动所述胶囊(50)。2.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，所述剪切站(4)间置于所述成型站(2)和所述填充站(3)之间。3.根据权利要求1或2所述的机器，其特征在于，所述冲头装置(41)包括至少一个第一壳体(43)和第一切割装置(44)，所述第一壳体(43)适于接收形成在所述片材(100)上的相应外壳(51)，所述第一切割装置(44)与所述冲模装置(42)的第二切割装置(45)配合以便剪切所述片材(100)。4.根据权利要求3所述的机器，其特征在于，所述冲模装置(42)包括至少一个第二壳体(46)，所述第二壳体适于接收在所述切割步骤(C)中由所述冲头装置(41)提升的相应外壳(51)。5.根据权利要求4所述的机器，其特征在于，所述冲模装置(42)包括提取装置(47)，所述提取装置能够在所述第二壳体(46)内移动以在所述分离步骤(D)中将所述胶囊(50)从第二壳体中推出。6.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于，所述成型站(2)布置成在所述片材(100)的所述第二侧(100b)上并围绕所述边缘(53)形成环形凹部(102)，一旦所述胶囊(50)从所述片材(100)分离，所述环形凹部(102)就形成容置部，该容置部适于接收放置在所述片材(100)上的所述胶囊(5)。7.根据权利要求6所述的机器，其特征在于，所述冲头装置(41)和所述冲模装置(42)布置成用于在介于所述环形凹部(102)和所述边缘(53)之间的切割区域(105)处切割所述片材(100)。8.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于，所述冲头装置(41)和所述冲模装置(42)包括相应的第一切割装置(44)和第二切割装置(45)，所述第一切割装置(44)和第二切割装置(45)布置成根据包括闭合平面曲线或闭合折线的切割线和/或根据锯齿状或带凹口的切割线沿着所述边缘(53)切割所述片材(100)，其中闭合平面曲线特别是圆形或椭圆形，闭合折线特别是多边形。9.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于，所述冲头装置(41)和所述冲模装置(42)包括相应的第一切割装置(44)和第二切割装置(45)，所述第一切割装置(44)和第二切割装置(45)布置成...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·巴尔托利，F·特拉尔迪，A·格里伦左尼，
申请(专利权)人：萨龙股份公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT